Využití AI ve vzdělávání

Kdo mě znáte déle víte, že mým dlouhodobým koníčkem jsou moderní/netradiční formy výuky, spolupracoval jsem třeba se Vzdělávací agentury Evropské vesmírné agentury nebo pořadateli festivalu vynálezců a makerů MakerFaire… a připravoval jsem různé vzdělávací experimenty a hry a „hrál si“ s tisícovkami dětí, které ani nevěděly, že se vlastně něco učí.

A vůbec zapojení AI do výuky, zejména nějakým netradičním způsobem je něco, co mě baví, mám za sebou přednášky o AI pro lektory na mnoha školách, s pár školami mám navázané dlouhodobé spolupráce průběžného AI vzdělávání jejich sboru atd.

Jak zapojit AI do výuky či sebevzdělávání

Možností, jak AI využít je spousta. Existují i různé specializované nástroje, které AI nějak interně využívají, jako výše uvedený Sciobot, a nebo využívají schopností samotných AI chatbotů jako typu ChatGPT, jako jsou příklady s výukou jazyků výše.

Asi nejjednodušší způsob, jak nějaké nápady získat, je zeptal se nějaké AI, která umí vyhledávat na Internetu a může tak nabrat inspiraci ze světa (placené verze ChatGPT, Copilot, Perplexity…).

Zkusil jsem to a zde máte pár z nápadů, které mi AI napsala. Záměrně jsem do následujících kapitol nezasahoval, myslím, že jsou nápady velmi dobré.

---

Personalizované učební cesty

Personalizované učební cesty představují inovativní přístup ve vzdělávání, který využívá umělou inteligenci k vytvoření individualizovaného vzdělávacího procesu pro každého studenta. Tento přístup zohledňuje jedinečné potřeby, schopnosti a učební styl každého jednotlivce, což vede k efektivnějšímu a poutavějšímu vzdělávání.

Klíčové aspekty personalizovaných učebních cest

Adaptivní hodnocení: AI analyzuje výkon studenta a průběžně upravuje obtížnost a obsah učiva.

Individualizovaný obsah: Systém doporučuje učební materiály a aktivity na základě preferencí a pokroku studenta.

Flexibilní tempo: Studenti mohou postupovat vlastním tempem, což umožňuje hlubší pochopení náročnějších konceptů.

Cílená zpětná vazba: AI poskytuje okamžitou a specifickou zpětnou vazbu, která pomáhá studentům rychle identifikovat a napravit chyby.

Implementace personalizovaných učebních cest

Pro efektivní implementaci personalizovaných učebních cest je klíčové:

1. Shromáždit komplexní data o studentech
2. Využít pokročilé algoritmy strojového učení
3. Průběžně aktualizovat a optimalizovat učební plány
4. Zajistit intuitivní rozhraní pro studenty i učitele

Příklady konkrétních promptů pro AI

Zde jsou některé příklady promptů, které mohou učitelé použít pro vytvoření personalizovaných učebních cest pomocí AI:

1. „Vytvoř personalizovaný učební plán pro studenta 8. třídy, který vyniká v matematice, ale má potíže s porozuměním textu. Zaměř se na zlepšení čtenářských dovedností při zachování jeho zájmu o matematiku.“
2. „Navrhni sérii adaptivních cvičení z chemie pro středoškolského studenta, která se budou automaticky přizpůsobovat jeho úrovni znalostí a tempu učení.“
3. „Generuj týdenní studijní plán pro studenta připravujícího se na maturitu z dějepisu. Plán by měl zahrnovat různé typy aktivit (čtení, videa, kvízy) a přizpůsobovat se jeho pokroku.“
4. „Vytvoř personalizovanou sadu slovíček pro studenta angličtiny na úrovni B1, která bude zohledňovat jeho zájmy v oblasti technologie a sportu.“
5. „Navrhni interaktivní modul pro výuku biologie, který se bude dynamicky přizpůsobovat studentovým odpovědím a poskytovat dodatečné vysvětlení v oblastech, kde student chybuje.“
6. „Vygeneruj sérii postupně se zvyšujících výzev pro nadaného studenta fyziky, která bude rozvíjet jeho kritické myšlení a aplikaci znalostí v reálných situacích.“
7. „Vytvoř adaptivní test z literatury, který bude automaticky upravovat obtížnost otázek na základě předchozích odpovědí studenta, a poskytni detailní analýzu jeho silných a slabých stránek.“

Tyto prompty umožňují AI vytvářet vysoce personalizované učební materiály a plány, které se přizpůsobují individuálním potřebám a cílům každého studenta. Tím se významně zvyšuje efektivita učení a motivace studentů[1][2].

Citace:

[1] https://www.allaboutai.com/resources/ai-prompt/teachers/
[2] https://clickup.com/ai/prompts/learning
[3] https://flyplugins.com/ai-for-curriculum-design/
[4] https://hyperspace.mv/ai-powered-learning-paths/
[5] https://www.edutopia.org/article/7-ai-tools-that-help-teachers-work-more-efficiently/

AI-asistovaná tvorba a řešení problémů

AI-asistovaná tvorba a řešení problémů představuje inovativní přístup k vzdělávání, který využívá umělou inteligenci jako kreativního partnera při řešení komplexních úkolů. Tento přístup podporuje kritické myšlení, kreativitu a schopnost studentů řešit problémy v různých oblastech studia.

Klíčové aspekty AI-asistované tvorby a řešení problémů

Brainstorming a generování nápadů: AI může rychle generovat množství různorodých nápadů, které slouží jako odrazový můstek pro další diskusi a rozvoj.

Analýza různých přístupů: AI dokáže poskytnout přehled různých metodologií a přístupů k řešení problémů, což rozšiřuje perspektivu studentů.

Prototypování a konceptualizace: Studenti mohou využít AI k rychlému vytvoření prototypů nebo konceptů pro své projekty.

Validace hypotéz: AI může pomoci studentům ověřit jejich hypotézy a předpoklady poskytnutím relevantních dat a analýz.

Interdisciplinární propojení: AI může identifikovat souvislosti mezi různými obory, podporujíc tak holistický přístup k řešení problémů.

Implementace AI-asistované tvorby a řešení problémů

Pro efektivní využití AI v této oblasti je důležité:

1. Naučit studenty formulovat jasné a specifické otázky pro AI
2. Podporovat kritické hodnocení výstupů AI
3. Kombinovat AI-generované nápady s vlastní kreativitou studentů
4. Využívat AI jako nástroj pro rozšíření, nikoliv nahrazení lidského myšlení

Příklady konkrétních promptů pro AI

1. „Navrhni 5 inovativních řešení pro snížení plastového odpadu ve školách. Pro každé řešení uveď potenciální výhody a nevýhody.“
2. „Analyzuj problém dopravních zácp ve velkých městech. Poskytni přehled současných přístupů k řešení a navrhni 3 nekonvenční strategie založené na nejnovějších technologiích.“
3. „Vygeneruj koncept vzdělávací aplikace, která by pomohla středoškolákům lépe pochopit principy kvantové fyziky. Zahrň interaktivní prvky a gamifikaci.“
4. „Navrhni experiment pro testování hypotézy, že poslech klasické hudby zlepšuje kognitivní schopnosti. Uveď metodologii, potřebné vybavení a potenciální proměnné.“
5. „Vytvoř osnovu pro interdisciplinární projekt spojující biologii a umělou inteligenci. Zaměř se na využití AI v genetickém výzkumu.“
6. „Analyzuj etické důsledky využívání umělé inteligence v medicíně. Identifikuj klíčové problémy a navrhni možná řešení.“
7. „Navrhni inovativní způsob, jak využít virtuální realitu pro výuku historie. Zaměř se na interaktivní prožitek významných historických událostí.“

Tyto prompty podporují kreativní myšlení, kritickou analýzu a schopnost studentů řešit komplexní problémy s asistencí AI. Zároveň rozvíjejí dovednosti v oblasti formulace otázek a interpretace AI-generovaných odpovědí.

Gamifikace s AI

Gamifikace s využitím umělé inteligence představuje inovativní přístup k vzdělávání, který kombinuje herní prvky s pokročilými technologiemi AI pro vytvoření poutavých a personalizovaných vzdělávacích zážitků. Tento přístup zvyšuje motivaci studentů, podporuje aktivní učení a umožňuje efektivnější dosahování vzdělávacích cílů.

Klíčové aspekty gamifikace s AI

Dynamicky generovaný obsah: AI může vytvářet unikátní herní scénáře, úkoly a výzvy přizpůsobené každému studentovi[1].

Adaptivní obtížnost: Systém automaticky upravuje obtížnost úkolů na základě výkonu a pokroku studenta[1].

Personalizované učební cesty: AI analyzuje preference a učební styl studenta a navrhuje optimální postup učením[4].

Okamžitá zpětná vazba: Studenti dostávají okamžitou zpětnou vazbu, což umožňuje rychlé učení z chyb[1].

Sociální prvky: AI může facilitovat týmovou spolupráci a soutěživost mezi studenty[1].

Analýza dat: Systém sbírá a analyzuje data o výkonu studentů, což umožňuje učitelům lépe porozumět potřebám jednotlivých žáků[4].

Implementace gamifikace s AI

Pro úspěšnou implementaci gamifikace s AI je důležité:

1. Definovat jasné vzdělávací cíle
2. Vybrat vhodné herní mechaniky a prvky
3. Zajistit, aby AI systém byl schopen se učit a adaptovat
4. Pravidelně vyhodnocovat efektivitu a provádět úpravy
5. Zachovat rovnováhu mezi zábavou a vzdělávacím obsahem

Příklady konkrétních promptů pro AI

1. „Vytvoř koncept vzdělávací hry pro výuku světové historie pro středoškoláky. Hra by měla využívat AI pro generování dynamických scénářů založených na skutečných historických událostech a přizpůsobovat obtížnost úkolů podle znalostí studenta.“
2. „Navrhni systém odměn a odznaků pro gamifikovaný kurz programování. Zahrň způsob, jak by AI mohla personalizovat získávání odznaků na základě individuálních cílů a pokroku studenta.“
3. „Vygeneruj sérii adaptivních kvízových otázek pro výuku biologie, které se automaticky přizpůsobují úrovni znalostí studenta. Zahrň způsob, jak by AI mohla analyzovat odpovědi a poskytovat personalizovanou zpětnou vazbu.“
4. „Vytvoř koncept virtuálního světa pro výuku cizích jazyků, kde AI generuje NPC postavy s různými osobnostmi a úrovněmi jazyka. Popiš, jak by systém mohl sledovat a vyhodnocovat pokrok studenta v reálném čase.“
5. „Navrhni gamifikovaný systém pro výuku matematiky, který využívá AI k identifikaci oblastí, kde student potřebuje více procvičování, a automaticky generuje personalizované matematické výzvy.“
6. „Vytvoř koncept týmové strategické hry pro výuku ekonomie, kde AI řídí virtuální trh a reaguje na rozhodnutí studentů. Popiš, jak by hra mohla podporovat kritické myšlení a aplikaci ekonomických principů.“
7. „Navrhni gamifikovaný systém hodnocení pro dlouhodobý projekt, kde AI sleduje pokrok studentů, poskytuje průběžnou zpětnou vazbu a navrhuje další kroky pro zlepšení.“

Tyto prompty pomohou vytvořit gamifikované vzdělávací prostředí, které využívá sílu AI k personalizaci učebního zážitku, zvýšení engagement studentů a zefektivnění procesu učení[1][2][4].

Citace:

[1] https://www.harbingergroup.com/blogs/how-to-enable-gamified-learning-using-generative-ai/
[2] https://www.learningguild.com/articles/use-ai-and-gamification-to-craft-captivating-elearning/
[3] https://www.aiforeducation.io/prompts/lesson-plan-gamification
[4] https://www.esparklearning.com/blog/a-guide-to-ai-powered-gamification-for-teachers/
[5] https://edtechnologyspecialists.com/80-ai-prompts-to-help-your-lesson-planning/

AI jako osobní tutor pro samostudium

Využití umělé inteligence jako osobního tutora pro samostudium představuje revoluční přístup k individuálnímu vzdělávání. Tento způsob učení umožňuje studentům přizpůsobit si tempo, styl a obsah učení podle svých potřeb, což vede k efektivnějšímu pochopení a zapamatování látky.

Klíčové aspekty AI jako osobního tutora

Personalizované vysvětlení: AI může přizpůsobit vysvětlení složitých konceptů na základě předchozích znalostí a zájmů studenta.

Interaktivní procvičování: Systém generuje cvičení a úkoly šité na míru potřebám studenta.

Vizualizace a příklady: AI může vytvářet relevantní příklady a vizuální pomůcky pro lepší pochopení abstraktních konceptů.

Adaptivní opakování: Systém identifikuje oblasti, které student potřebuje více procvičit, a automaticky generuje vhodné opakovací úkoly.

Kontextualizace učiva: AI pomáhá studentům propojit nové znalosti s reálným světem a jejich osobními zkušenostmi.

Okamžitá zpětná vazba: Student dostává okamžitou a detailní zpětnou vazbu na své odpovědi a postupy.

Implementace AI jako osobního tutora

Pro efektivní využití AI jako osobního tutora je důležité:

1. Jasně definovat učební cíle
2. Pravidelně komunikovat s AI systémem pro optimální výsledky
3. Aktivně se zapojovat do procesu učení a klást doplňující otázky
4. Kombinovat AI asistenci s tradičními metodami učení
5. Reflektovat nad získanými znalostmi a jejich aplikací

Příklady konkrétních promptů pro AI

1. „Vysvětli mi koncept fotosyntézy, jako bys to vysvětloval desetiletému dítěti. Použij analogie z každodenního života.“
2. „Potřebuji procvičit řešení kvadratických rovnic. Vygeneruj pro mě sérii 5 úloh různé obtížnosti a poskytni návod k řešení krok za krokem.“
3. „Mám problém pochopit princip inflace v ekonomii. Můžeš mi to vysvětlit na příkladu, který souvisí s mým každodenním životem jako studenta?“
4. „Vytvoř pro mě myšlenkovou mapu klíčových událostí druhé světové války. Zahrň hlavní příčiny, důležité bitvy a důsledky.“
5. „Pomoz mi připravit se na test z biologie. Vygeneruj 10 otázek typu multiple choice o lidském oběhovém systému a vysvětli, proč jsou správné odpovědi správné.“
6. „Vysvětli mi rozdíl mezi metaforou a přirovnáním v literatuře. Uveď příklady z populárních knih nebo filmů, které znám.“
7. „Potřebuji pomoct s pochopením základů kvantové fyziky. Můžeš mi vysvětlit princip superpozice pomocí analogie z běžného života?“
8. „Generuj pro mě sérii francouzských vět používajících subjunktiv. Po každé větě mi dej prostor na překlad a pak poskytni správnou odpověď s vysvětlením.“
9. „Vysvětli mi proces buněčného dělení pomocí analogie s něčím, co dobře znám – třeba s procesem pečení dortu nebo stavbou domu.“
10. „Pomoz mi pochopit koncept derivací v matematice. Začni jednoduchým vysvětlením a postupně zvyšuj složitost. Uveď praktické příklady využití derivací v reálném světě.“

Tyto prompty pomohou studentům efektivně využívat AI jako osobního tutora, což jim umožní lépe pochopit složité koncepty, procvičit problematické oblasti a najít souvislosti mezi učivem a reálným světem.

---

Příležitost pro AI ve vzdělávání

Jak vidíte, možností využití AI vzdělávání je celá řada. Když jsem zveřejnil svou videoukázku ChatGPT Advanced Voice, kde se vzdělávám „one-to-one s rodilým mluvčím“, kamarád mi odepsal „být učitelem angličtiny s hypotékou na dalších 25 let trochu se bojím“.

AI může být skvělá příležitost, ale i hrozba. Asi to nejdebilnější, co může někdo udělat, je ve školách AI zakázat (případně plošně mobily a jiná zařízení, které jsou k němu potřeba). Takové tupé konzervativní rozhodnutí způsobí jen to, že ze školy vyjdou mladí-dospělí, které budou nepoužitelní na trhu práce, protože vše co se učili zvládne AI za zlomek času a peněz, 24/7, automaticky a nejspíš i lépe.

AI je i skvělá příležitost pro učitele, jak zlepšit svou výuku, připravit si snadno materiály atd. Bohužel velká část z nich AI nechápe, neví jak jej správně používat a tím jak to nikdo neučí ani žáky, tak od žáků pak dostává nekvalitní AI výstupy a domnívá se, že chyba je v AI, zatímco ve skutečnosti je chybou špatná výuka. Klíčová je zde role ředitelů, případně i zřizovatelů (potažmo rodičů, aby na ně tlačili).

AI je skvělá příležitost i pro stát – zrovna dnes jsem četl, jak děti v Praze nemá kdo učit. Reportér napsal:

„Průměrný věk učitelů je velmi vysoký. Ta silná generace pedagogů nad 50 let bude prostě logicky v horizontu 10–⁠⁠⁠⁠⁠⁠15 let odcházet do důchodu, takže se to bude jenom zhoršovat,“

Už dnes přitom máme na všech stupních jeden z nejvyšších počtů dětí na učitele (tedy nejmenší počet učitelů na žáka) v EU. A samozřejmě důvodů je mnoho a neexistuje nějaký univerzální všelék (případně se pro to těžko shání finance). Jedním z těch způsobů může být ale i právě využití AI a zcela překopání koncepce vzdělávání a role učitelů.

Každý žák dnes či v nejbližším roce bude moci mít svého individuálního lektora na každý předmět, který bude znát silné a slabé stránky dotyčného, bude vědět, kde se zasekává, co mu nejde, co ho baví. Bude se mu moci naprosto stoprocentně věnovat 24/7.

Samotní učitelé se tak mohou změnit na průvodce/mentory a zaměřit se především na soft-skilly neboli kompetence (týmová spolupráce, práce s chybou, zvládání stresu, prezentační dovednosti…). I s tím může AI pomoc, ale role mentora zde bude asi ještě dlouho nenahraditelná.

Nová školení AI se blíží

Koncem týdne už vypíšu nové termíny individuálních AI školení (ta firemní na míru dělám stále), řeším prostory, časové sloty, formát atd., všem co se předběžně registrují na stránce školení umělé inteligence dám samozřejmě vědět (předpokládám první termíny koncem října).